发挥等效法在单摆运动周期问题中的大作用

<正>观察单摆运动周期公式T=2π((L/g)^(1/2))可以发现,物体做简谐运动的周期与单摆的长度L、重力场强g有关联。在物理中经常会遇到一些类似单摆运动的运动,从中找到与单摆运动模型的相同之处,采用等效法能够直接借用单摆周期公式求解周期问题。下面就来探讨单摆、小车、斜面随机组合构成的类单摆模型中的周期问题。一、静止小车内的单摆周期问题在由车与单摆构成的类单摆运动中,最简单的一种情景就是小车处于水平面上,由     

有趣的"T=2πR/g=85min"

在理想的情况下,单摆作简谐运动的周期公式为:T=2πL/g,其中L为单摆的摆长,g为重力加速度.此公式运用于某些特殊单摆或运动时,却能得到有趣的结果.请看下面的一组例题.``[例1]假设一个理想单摆的摆长等于地球半径R,试求该单摆在地球表面附近振动时的振动周期T,已知地球半径R=6400 km,重力加速度g=9.8 m/s2.     

“变形单摆”教学的关键是抓其实质

变形单摆种类繁多 ,但由单摆周期公式 T= 2 π L / g知 ,一般的变形单摆实质上是改变摆长 (包括隐形摆长 ) ,或者改变重力加速度 ,当然也可以是同时改变摆长和重力加速度的情形 .抓住了这一点 ,就能解决复杂的变形单摆问题 .一、改变摆长的变形单摆1 .单线摆摆长的改变例 1　如图 1所示 ,长为 L的单摆 ,周期为图 1T0 .如果在悬点 O正下方的 B点固定一个光滑的钉子 (悬点 O到 B点的距离为 L/ 4 ) ,使摆球 A通过最低点向左摆动 ,悬线被钉子挡住成为一个新的单摆 .则这个单摆的振动周期是多大 ?(已知摆角 θ<5°)解　其周期应是摆长为 L的…     

关于"摆钟"由于地理位置的变化而造成相同时间内计时误差的计算

单摆的周期公式是:T=2∏(L/g)~(1/2),一方面可看出单摆的周期与摆球的质量、摆动的振幅无关,这种性质称为单摆的等时性,把这种特性应用在计时器上制成的计时器称之为“摆钟”;另一方面也可看出单摆的周期受重力加速度“g”的影响,     

单摆一类问题复习

理想的单摆,在摆角小于5°时,可看作简谐振动,其振动周期为T=2π(l/g)~(1/2)。当摆长一定时,“g”值的变化将使其周期相应改变。举例一组如下: (1)在地球表面上的单摆振动周期为T=2π(l/g)~(1/2)。 (2)在离地而高度为h处,单摆的振动周期为T=2π(?) (3)在匀加速上升或匀减速下降的升降机中,单摆的振动周期为T=2π(l/(g+a))~(1/2)。在匀加速下降或匀减速上升的升降机     

关于单摆振动周期计算的教学

单摆的振动周期公式为T_c=2π(1/g)~(1/2)，若式中的g为地球的重力加速度，则此公式仅适用于相对地面静止或匀速直线运动的系统中。如果单摆是处在匀变速直线运动的系统中，或是摆球带电荷，处在重     

用圆周运动的知识来解决简谐运动的周期问题

本文首先由圆周运动的知识和运动分解的知识推导出简谐运动的周期公式T=2π√m/k,再在此公式的基础上推导出弹簧振子和单摆的振动周期T=2π√m/k和T=2π√L/g     

学习单摆测定重力加速度实验必须弄清的几个问题

单摆在摆角很小(小于5°)时,其摆动可以看作是简谐振动,振动周期为T=2π(L/g)~(1/2),其中L为摆长,g为当地重力加速度,由此可得g=(4π~2L)/(T~2).据此,只要测出摆长L和周期T,就可计算出当地重力加速度g的数值.由于单摆测定重力加速度实验简便易做,且有一定的实际     

用单摆测定重力加速度实验分析

这个实验要求我们通过测出单摆的摆长l和周期T,利用单摆周期公式T=2π((l/g)~(1/(l/g))求出当地的重力加速度g的数值。下面对此实验作简要分析,以做好实验。一、理解单摆和单摆周期公式是做好实验的前提     

对单摆周期公式中g^＊的本质理解

贵刊2003年第6期和第12期分别刊登了“单摆周期公式中的g”(以下简称“第6期”)和“对‘单摆周期公式中的g’的再探讨”(以下简称“第12期”)两篇文章．两篇文章都是在说明单摆周期公式T=2π√L/g中的g应理解为摆球静止在平衡位置时的视重加速度g^*，而且给出了g^*的求解方法．贵刊2003年7期     

关于单摆周期公式中g的取值问题

高中物理教材对单摆进行了理想化的科学抽象,建立了“单摆模型”,并给出了单摆周期公式T=2π√L/g.现举例说明公式中g如何取值。     

有趣的“T=2π（R/g）~（1/2）=85 min”

在理想的情况下,单摆作简谐运动的周期公式为：T=2π（L/g）~（1/2）,其中L为单摆的摆长,g为重力加速度。此公式运用于某些特殊单摆或运动时,却能得到有趣的结果。请看下面的一组例题。     

在不同“力场”中单摆周期公式中g的取值

单摆的周期公式T=2π (L/g)~(1/2)在解题中应用较多,对于公式中g的含义在许多文章中都有讲解,但本人认为都不够完善。g广义的理解应为等效重力加速度g',但是在不同“力场”中g'的取值是不同的,那么如何求g'呢?g'应为单摆在摆动平面内处于平衡位置时,     

T=2π(l/g)~(1/2)中g的处理方法

<正> 新教材在机械振动中讨论了单摆的周期,直接给出了单摆的周期公式:T=2π(1/g)~(1/2)(式中:T为单摆作简谐振动的周期;1为单摆的摆长;g为重力加速度),这是因为用初等数学无法完成单摆周期的求解。它应该是解微分方程求得的。 由于同学们对公式的来历不清楚,因此当单摆处于非常规情况下,求单摆的周期时就“无从下手”。笔者认为教学中可采用等效的方法处理该问题,以解决学生“无从下手”的困难。 首先,研究正常情况下单摆周期和g的关系。如图(1),设摆     

单摆振动周期公式研讨

在重力场中的单摆,当摆角不大时(θ<5°),做简谐振动。摆线振动中心平衡位置为重垂线方向,振动周期T=2π(1/g)~(1/2),其中1为摆长,g为重力加速度。g值也可用单摆在平衡位置静止时,摆线张力F_o与摆球质量m之比来确定即:g=F_o/m,称为视重加速度。若使单摆处在非惯性系中,或使单摆处在电磁场中(摆球带电荷),或使单摆浸没在液体中,其振动是否仍是简谐振动?如是简谐振动,振动周期又怎样确定?笔者就以上问题分     

也谈用加速度求解单摆的周期

本刊1997年第10期严俊同志所写《用加速度求解单摆的周期公式》一文中,对g的理解是:“在确定的物理条件下,摆球在平衡位置未受扰动时绳子张力所产生的加速度a’,则有T=2π(l/a’)~(1/2)就可求出单摆的振动周期”.文中所举例的求解是无可非疑的,问题是用单摆周期公式T=2π(l/a’)~(1/2)求周期时,确定的物理条件到底指什么是不明确的.笔者在此作一理论上的分析,否则容易造成死套结论,造成教学上的思维定势.     

减小“用单摆测定重力加速度”实验误差的措施

学生在做“用单摆测定重力加速度”实验时,是根据单摆周期公式 T=2π(l/g)~(1/2)得 g=(4π~2l)/(T~2)测出摆长 l 和周期 T 后代入上式计算出 g 值.其实验误差的大小取决于测摆长和周期的误差的大小.本实验误差由式     

如何应用公式T=2π(L/g)~(1/2)解单摆问题

以单摆为例来研究简谐振动,是中学物理力学内容教学中使用较多的一个物理模型.该内容在中学物理教学中是一个重点,由于《机械振动》是整个中学力学内容的最高阶段,涉及的和物理过程错综复杂.并且随着有关单摆的新题型的不断出现,使单摆周期公式T=2π(L/g)~(1/2)的应用越来越成为一个难点.本文解决的就是这一难点.     

单摆周期公式中的g

单摆是一个理想化的模型 ,它做简谐运动时其周期公式 T=2π lg,式中 g是指重力加速度 ,这只是一般情况 .而在很多特定情况下单摆周期公式中的 g已超出了重力加速度这样的理解 ,可以理解为 g′——在某种物理条件下 ,摆球在平衡位置保持静止时摆绳的拉力 F与摆球质量 m的比值 g′=F/ m,此时的单摆周期公式就变成了 T=2 π lg′.下面列举几种较典型的情况加以说明 .情景一　如图 1所示 ,在倾角为 α的光滑斜面上　图 1　　　　　　　图 2　　　　　　图 3钉着一个摆长为 L的单摆 ,求其摆动周期 .分析　摆球受力情况如图 2所示 ,摆球受重力 …     

在物理教学中外加力对单摆周期的影响分析

在摆角很小（小于5°）,忽略空气阻力对摆球运动影响的情况下,单摆的振动周期只与摆长（l）及摆球所处位置的重力加速度（g）有关,跟振幅（A）、摆球的质量（m）无关。单摆的周期公式为：T=2π√l/g,公式中的“l”应理解为等效摆长,它是指摆动圆弧的圆心到摆球重心的距离;公式中的“g”应理解为等效重力加速度,实质上就是小球在平衡位置处的等效重力F产生的加速度g,即g=F/m。对于原来只在重力场中做单摆运动的小球来说,如果外加的力不改变小球做单摆运动的回复力大小和方向,那么周期公式中的g不改变,周期T不改变;如果外加的力改变小球做单摆运动的回复力大小和方向,那么周期公式中的g改变,从而使周期T改变。